Хорошие новости! В мировой рейтинг по материаловедению вошли 35 российских ученых – это самое большое количество специалистов из одной страны в данной сфере. Поздравляем с отличными результатами и посвящаем сегодняшний дайджест новым самым прочным, ударостойким и твердым разработкам отечественной науки.
Прочнее алюминия
Начинаем с нового высокопрочного материала, который разработали ученые Санкт-Петербургского политехнического университета. Сообщается, что инновационный композиционный материал превосходит по прочности многие алюминиевые сплавы. За основу специалисты взяли волокнисто-металлические ламинаты — популярный класс композитов, который состоит из последовательно чередующихся слоев стекло- или углепластика и металла. Например, алюминия.
Такое сочетание позволяет рассеивать большую часть энергии при ударе или трещине на границе между полимером и металлом, что приводит к повышению свойств композита.
Отмечается, что ученые улучшили сцепление между слоями материала с помощью дешевого наноматериала — фуллереновой сажи.
Новый ударопрочный материал может быть применен в различных областях промышленности, включая транспорт и машиностроение.
Увеличенная микротвердость титана
Новосибирские ученые разработали метод, который вдвое увеличивает микротвердость армированного титана. Сообщается, что новая технология позволяет создавать композитные материалы быстрее и экономичнее по сравнению с традиционными методами.
Технология основана на прямом лазерном выращивании титаноматричного материала. Этот процесс сохраняет размер и форму исходного материала, но значительно улучшает его твёрдость, ударопрочность и устойчивость к коррозии. Для повышения прочности титановых сплавов используется метод лазерного наращивания с применением частиц бора, которые обладают высокой прочностью и лёгкостью.
Лазер создаёт расплавленную «ванну» в металле, куда подаётся порошковая смесь, которая затвердевает, формируя наплавление на материале. Испытания показали, что твёрдость армированных образцов в два раза выше, чем у чистого титана.
Отмечается, что методика может существенно повысить производительность в машиностроении и авиационно-космической промышленности.
Ударостойкая нержавеющая сталь
Физики Санкт-Петербургского университета и Института проблем машиноведения РАН нашли способ увеличения прочности нержавеющей стали за счет комбинированной обработки металла. Ученые наносят покрытие на металл газодинамическим методом и одновременно подвергают его лазерной обработке. Такой метод увеличивает способность материала сопротивляться образованию отколов.
Отмечается, что газодинамическое холодное напыление позволяет получить прочный металлический слой с высокой адгезией. Такой метод дает возможность создать покрытие, соответствующее составу исходных материалов, и сохраняет неизменным материал подложки. При такой комбинированной обработке получается покрытие достаточной толщины, высокой адгезионной прочности и заданного состава.
Кроме того, повышается откольная прочность нержавеющей стали за счет большого количества так называемых «двойников». Двойникование — механизм пластической деформации, характерный для ударного нагружения. Лазерная обработка поверхностного слоя покрытия стали приводит, с одной стороны, к увеличению размера таких двойников, с другой — к уменьшению их количества. Таким образом повышается скорость удара и соответственно — твердость стали.
Новые ударостойкие материалы востребованы в строительстве, транспортной инфраструктуре, производстве спортивного оборудования и многих других сферах. В строительстве прочные стали и композиты находят применение при возведении зданий повышенной этажности, мостов, эстакад и других объектов, требующих высокой несущей способности конструкций. В транспортной отрасли новые материалы применяются в производстве кузовов автомобилей, железнодорожных вагонов, самолетных фюзеляжей. Снижая вес конструкций и не жертвуя прочностью. Новые материалы повышают энергоэффективность и безопасность транспортных средств. Спортивная индустрия также внедряет инновационные прочные материалы в инвентаре и экипировке, создавая легкие, но устойчивые к ударным нагрузкам изделия. Из плюсов – надежность и травмобезопасность.
Из минусов новых материалов стоит упомянуть их цену. Когда строятся промышленные объекты, заказчики могут просить производителя увеличить толщину металла в продукции, чтобы повысить эксплуатационные характеристики продукции. Однако многие стремятся наоборот сэкономить на толщине металла. Мы, являясь компанией №1 в России по объему сэндвич-панелей с утеплителями из пенополиуретана PUR и пенополиизоцианурата PIR, прекрасно об этом знаем.
Что выбираете вы, надежность или цену?